Картриджи для ТФЭ: C18, HLB и силикагель — руководство

Твердофазная экстракция: назначение и области применения

Твердофазная экстракция (ТФЭ) — это метод подготовки проб, применяемый для выделения, очистки или концентрирования аналитов перед инструментальным анализом. Картридж для твердофазной экстракции содержит упакованный слой сорбента, удерживаемый между фильтрами. При прохождении жидкой пробы через слой аналиты распределяются между жидкой фазой и сорбентом. Удержанные аналиты затем промывают и элюируют меньшим объемом растворителя.

ТФЭ применяют, когда матрица пробы слишком сложна для прямого ввода, когда аналиты присутствуют на уровне следовых количеств или когда растворитель пробы несовместим с аналитической системой. Обычно используется перед LC-MS, GC-MS, ВЭЖХ, UV-Vis и другими разделениями. Типичные цели включают:

• Очистку: удаление компонентов матрицы, вызывающих ионную супрессию, загрязнение колонки или интерференцию базовой линии.
• Концентрирование: перенос аналитов из большого водного объема пробы в малый объем органического элюента.
• Замену матрицы: перенос аналитов из водной или неполярной матрицы в растворитель, совместимый со следующим этапом.
• Фракционирование: разделение аналитов от структурно родственных мешающих компонентов путем контроля удерживания.

ТФЭ не всегда является оптимальным первым этапом. Для проб с высокой нагрузкой твердых частиц, содержанием белка или жира может потребоваться предварительная фильтрация, осаждение или экстракция типа QuEChERS перед нанесением на картриджи для ТФЭ.

Типы сорбентов: C18, HLB и силикагель

Химия сорбента определяет удерживание. Три наиболее распространенные фазы для ТФЭ — C18, HLB и силикагель. Каждая подходит для определенного диапазона полярности и типа матрицы.

Картриджи для ТФЭ C18

C18 — это силикагель с привитыми октадецильными группами. Он работает по механизму обращенно-фазового удерживания: неполярные и умеренно неполярные аналиты удерживаются из водных или полярных проб. Картридж для ТФЭ C18 часто выбирают для пестицидов, ПАУ, стероидов, фармацевтических препаратов и других гидрофобных соединений.

Рекомендации по методике для C18:

• Кондиционирование метанолом, ацетонитрилом или другим смешивающимся с водой органическим растворителем.
• Уравновешивание водой или водным буфером.
• Нанесение в растворителе пробы с низким содержанием органики.
• Промывка водой или слабым органическим раствором.
• Элюирование метанолом, ацетонитрилом или более сильным органическим растворителем.

Картриджи C18 менее пригодны для очень полярных аналитов, если не используется ион-парное взаимодействие или другой механизм удерживания. Контроль pH может улучшить удерживание ионизируемых соединений, но рабочий диапазон pH зависит от привитой фазы и должен быть подтвержден для конкретной методики.

Картридж HLB

Картридж HLB содержит гидрофильно-липофильный сбалансированный полимер. Это смачиваемый водой обращенно-фазовый сорбент, удерживающий как полярные, так и неполярные аналиты. Это делает картридж HLB полезным при разработке методик, когда полярность аналита неизвестна или когда методика должна охватывать широкий диапазон соединений.

HLB обычно применяют для:

• Полярных метаболитов и продуктов деградации.
• Фармацевтических препаратов и средств личной гигиены в воде.
• Пестицидов с широким диапазоном полярности.
• Пищевых и экологических экстрактов со смешанными мешающими компонентами.

Типичный протокол HLB:

• Кондиционирование метанолом или ацетонитрилом.
• Уравновешивание водой или буфером.
• Нанесение водной пробы или пробы с низким содержанием органики.
• Промывка водой, буфером или слабым раствором метанола.
• Элюирование метанолом, ацетонитрилом или метанолом с добавлением кислоты или основания по необходимости.

Полимерные сорбенты HLB, как правило, стабильны в широком диапазоне pH, но точный рабочий диапазон следует уточнить у поставщика для конкретного продукта и методики.

Картриджи для ТФЭ с силикагелем

Непривитый силикагель — это полярный сорбент, используемый в нормально-фазовой ТФЭ. Он удерживает полярные аналиты из неполярных матриц. Силикагель часто применяют для липидов, масел, стероидов, витаминов и полярных соединений, экстрагированных из гексана, дихлорметана или других неполярных растворителей.

Типичный протокол для силикагеля:

• Кондиционирование неполярным растворителем, таким как гексан или дихлорметан.
• Нанесение пробы в неполярном растворителе.
• Промывка неполярным растворителем для удаления неполярных мешающих компонентов.
• Элюирование более полярным растворителем, таким как метанол, этилацетат или дихлорметан/метанол.

Силикагель, как правило, следует оберегать от воды, если методика специально не использует дезактивированный силикагель или водный нормально-фазовый режим. Активные силанольные группы также могут вызывать необратимую адсорбцию очень полярных аналитов.

Сравнение сорбентов

Выбор массы слоя и объема картриджа

Масса слоя и объем картриджа определяют емкость, извлечение и объем элюирования. Выбирайте наименьший слой, который удерживает аналит без проскока. Больший слой может вместить больше матрицы, но обычно требует больше растворителя для кондиционирования, промывки и элюирования.

Ниже приведены общие отправные точки для разработки методик, а не фиксированные технические характеристики продукции.

Правила выбора:

• Емкость определяется массой. Грязная проба может исчерпать сорбент даже при низкой массе аналита.
• Сопоставляйте объем картриджа с объемами растворителей. Резервуар или картридж должен вмещать растворы для кондиционирования, нанесения, промывки и элюирования.
• Используйте больший слой для грязных матриц. Если извлечение падает при увеличении объема пробы, вероятен проскок.
• Используйте меньший слой для высокого извлечения. Меньшие слои требуют меньше элюента и сокращают время выпаривания.
• Контролируйте поток. Гравитационный или слабый вакуумный поток, часто около 1–2 мл/мин, улучшает воспроизводимость взаимодействий. Высокий поток может снизить удерживание.
• Не допускайте высыхания сорбента во время обращенно-фазового кондиционирования и нанесения, если методика не требует иного.

Четырехшаговый протокол: кондиционирование, нанесение, промывка, элюирование

Кондиционирование

Кондиционирование смачивает сорбент и создает воспроизводимую поверхность для удерживания.

• Обращенно-фазовые C18 и HLB: пропустить метанол или ацетонитрил, затем воду или буфер.
• Нормально-фазовый силикагель: пропустить неполярный растворитель, такой как гексан или дихлорметан.
• Используйте достаточный объем для смачивания всего слоя. Не допускайте высыхания слоя перед нанесением.

Нанесение

Нанесение вводит пробу.

• Растворите или разбавьте пробу в растворителе, достаточно слабом для стимулирования удерживания.
• Отфильтруйте или центрифугируйте твердые частицы перед нанесением.
• Поток должен быть контролируемым. Быстрое нанесение может сократить время контакта и вызвать проскок.
• Не превышайте емкость сорбента. Если проба концентрированная или грязная, используйте больший слой или разбавьте нагрузку.

Промывка

Промывка удаляет мешающие компоненты, удерживая аналит.

• Используйте растворитель, достаточно сильный для удаления компонентов матрицы, но достаточно слабый, чтобы удержать аналит на сорбенте.
• Следите за проскоком аналита при увеличении объема или силы промывки.
• Для смешанно-фазовых или ионообменных методик pH и ионная сила промывки критичны. Для обычных C18, HLB и силикагеля содержание органики является основным контролируемым параметром.

Элюирование

Элюирование извлекает удержанный аналит.

• Используйте растворитель, разрушающий механизм удерживания.
• Для C18 и HLB типичны метанол, ацетонитрил или сильный органический растворитель.
• Для силикагеля типичен полярный растворитель, такой как метанол или этилацетат.
• Собирайте наименьший объем, обеспечивающий количественное извлечение.
• Выпаривайте и перерастворяйте только если элюент несовместим с аналитическим прибором. Используйте растворитель-носитель для летучих аналитов.

Практический чек-лист

• [ ] Убедитесь, что химия сорбента соответствует полярности аналита.
• [ ] Кондиционируйте слой и держите его влажным.
• [ ] Отрегулируйте pH пробы, если аналит ионизируемый.
• [ ] Предварительно фильтруйте или очищайте грязные пробы.
• [ ] Определите объем проскока с помощью пробы с добавкой.
• [ ] Используйте внутренний стандарт, где возможно.
• [ ] Оптимизируйте силу промывки для удаления мешающих компонентов без потери аналита.
• [ ] Валидируйте извлечение в реальной матрице.
• [ ] Избегайте пересушивания при выпаривании.
• [ ] Перерастворяйте в растворителе, совместимом со следующим аналитическим этапом.

Применения: экологические, пищевые и фармацевтические

Экологические

ТФЭ применяют для воды, почвы, осадков и экстрактов ила. Типичные аналиты включают пестициды, ПАУ, ПХБ, фармацевтические препараты, гормоны и промышленные химикаты. Большие объемы водных проб часто требуют C18 или HLB для следового обогащения. HLB полезен, когда аналиты охватывают широкий диапазон полярности. Фильтрация и регулировка pH обычно выполняются перед нанесением.

Пищевые продукты и напитки

Пищевые экстракты содержат жиры, пигменты, сахара, органические кислоты и белки, которые могут мешать LC-MS или GC-MS. Очистка ТФЭ используется для остатков пестицидов, микотоксинов, ветеринарных препаратов, добавок и ароматических соединений. C18 подходит для неполярных аналитов; HLB полезен для широкого охвата полярности; силикагель часто применяют для удаления липидов и масел из неполярных экстрактов.

Фармацевтические и клинические

Пробы плазмы, сыворотки, мочи и тканей требуют очистки перед анализом. Осаждение белков часто проводят первым, затем следует ТФЭ. HLB полезен для широкого спектра лекарств и метаболитов. C18 выбирают для неполярных соединений. Силикагель можно использовать для нормально-фазовой очистки экстрактов. Валидация методики, извлечение и тестирование матричных эффектов являются стандартными требованиями в регулируемых условиях.

Устранение низкого извлечения

Сводка по спецификациям и выбору

ALWSCI Technologies поставляет картриджи для ТФЭ с сорбентами C18, HLB и силикагель. По формату, массе слоя и вариантам упаковки пришлите вашу спецификацию. Размеры для кастомизации включают размер, материал, цвет, логотип, штрих-код, упаковку, пресс-форму, силанизацию и обработку Ultra-Clean. Срок поставки со склада — 2–5 дней; срок производства — 15–25 дней; срок ODM/OEM — 30–90 дней. MOQ не имеет жестких требований, хотя зарубежные заказы рекомендуются от ≥1,000 шт. Агенты и дистрибьюторы приглашаются связаться с отделом международного бизнеса.

Поддержка качества и документации включает ISO 9001:2015, ISO 14001:2015, ISO 45001:2018, ISO 13485:2016 и ISO/IEC 17025:2017. Доступны отчет о заводской инспекции Bureau Veritas, SGS, COA на партию и MSDS. Поддерживаются программы Waste-Free Factories и Green Factories. Сертификаты предоставляются по запросу. Команда QC включает 10+ сотрудников, использующих выборочный контроль и обходы с проверками; контрольные образцы хранятся не менее 2 лет на партию и заказ.

Контакт: Zhejiang ALWSCI Technologies Co., Ltd. Завод: ALWSCI Smart Industrial Park, No.269 Haidong Road, Binhai New District, Shaoxing, 312366, Zhejiang, China Офис: B410, No.525 Shixiang Road, Gongshu District, Hangzhou, 310011, Zhejiang, China Телефон: +86 571 8883 7380 Факс: +86 571 8801 2781 Email: [email protected]

Запросить бесплатные образцы / Поговорить с инженером по применениям / Прислать вашу спецификацию

Связанные ресурсы

• Шприцевые фильтры
• Подготовка проб для ВЭЖХ
• Руководство по выбору мембраны